21C 지식 기반 정보사회는 급속한 정보통신 기술의 발달에 따라 다양한 분야에서 정보통신 분야의 신기술을 이용하며 더불어 발전한다. 교육 분야에서도 멀티미디어와 같은 정보통신 기술의 사용이 급증하고 있다. 하지만 최신의 정보통신 기술을 교육현장에 적용하는 사례는 드물다. 이에 교육현장에 정보통신 기술을 적용 시 동영상 또는 플래시 기반의 단순한 형태의 교육 콘텐츠의 사용을 벗어나 새로운 고품질의 콘텐츠가 요구되고 있다. 이에 대한 대안의 하나로 실재감과 몰입감을 촉진함으로써, 학습 효과를 향상시킬 수 있는 가상현실 기반 체험형 콘텐츠 시스템의 개발이 시도되고 있다. 본고에서는 가상현실 기반 체험형 콘텐츠 기술의 개발 방향을 모색하기 위하여 국내외 가상현실 기반 체험형 콘텐츠 기술동향, 시스템 사례, 교육적 효과에 대하여 살펴보고자 한다.
테크놀로지의 발전에 따라 중요성이 커지고 있는 테크놀로지 교수 내용 지식(TPACK)의 중요성이 커지고 있다. TPACK 관련연구는 TPACK을 향상시키기 위한 연구뿐만 아니라 테크놀로지의 범위를 확장하기 위한 연구도 이루어지고 있다. 선행 연구에서는 테크놀로지에 프로그래밍을 도입하였을 때, 기존의 테크놀로지보다 효과적으로 교육을 할 수 있다는 것을 확인하였다. 이에 따라 프로그래밍 기반 TPACK을 예비 교사에게 효과적으로 가르치기 위한 방안이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 예비 교사의 프로그래밍 기반 TPACK을 향상시키기 위하여, 설계 기반 학습을 기반으로 Programming TPACK-DBL 교육 모델을 개발하였다. 후속 연구로써 개발한 교육 모델을 기반으로 한 교육 프로그램의 개발 및 적용이 요구된다.
'NCS 기반 교육과정'의 목적은, 국가와 산업계가 주도하여 개발 인증 고시한 NCS를 학교 교육과정에 반영함으로써 교육생들이 산업현장에서 요구하는 직무수행능력을 갖추도록 하는 것이다. 이러한 교육과정의 목적달성을 위해 교육기관은, 급변하는 산업현장에 적응할 수 있고 산업체의 요구에 부합된 직무능력을 갖춘 인재양성을 위해 모든 역량을 집결하여야 한다. 고등교육법 제47조는 전문대학의 존립목적을 설명하고 있고, 이는 산업발전이 국가사회발전과 관련되어 있음을 고려할 때, 'NCS 기반 교육과정'의 목적과 동일하다. 이러한 전문대학의 교육목표와 'NCS 기반 교육과정'의 목적을 달성하는 것은 산업체와 대학의 효율적이고도 긴밀한 협력구조를 필요로 한다. 본 논문은 이러한 우리나라 전문대학들의 산학협력모델을 분석하고, 'NCS 기반 교육과정'의 목적에 부합하는 모델을 찾음과 동시에, 해외 우수대학의 뛰어난 산학협력모델을 분석하여, 우리나라 대학과 'NCS 기반 교육과정'에 적합한 'NCS 기반 산학협력모델'을 제안하고 이를 위한 프로세스와 가이드라인을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 'NCS 기반 산학협력모델'은, ''NCS 기반 교육과정'이 효율적으로 산업현장에 부합되도록 함과 동시에, 대학과 산업체가 효과적인 협력구조를 가지고 각자의 목표를 추구하도록 돕는다. 'NCS 기반 산학협력모델'은, 대학의 취업률 향상과 산업체의 우수인력확보를 가능하도록 하며, 효율적 대학교육과 우수인력양성을 통한 국내 산업발전에 기여할 것으로 기대된다.
최근 수학교육 선진화 방안과 함께 3S 수학교육 (Storytelling 수학교육, SMART 수학교육, 그리고 STEAM 융합 수학교육)으로 수학교육 연구와 실천에 다이내믹한 변화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 최근에 연구된 스토리텔링 모델 교과서 연구(한국과학창의재단, 2013)를 바탕으로 초등학교 쌓기나무에 대한 실행식(executable expression) 기반 스마트 스토리텔링 수학교육을 디자인하여 제안한다. 연구의 배경에서는 최근에 강조되는 SMART 수학교육과 Papert의 LOGO 마이크로월드를 기반으로 하는 스토리텔링 수학교육에 대하여 살펴 본다. 그리고 이론적 배경으로 기호학, 체화된 인지이론 및 실행식(executable expression)에 관하여 알아 본다. 나아가 실행식 기반 스마트 스토리텔링 수학교육을 실제 교육과정과 비교하여 일차함수, 확률 단원에서 어떻게 다루어질 수 있는지 살펴본다. 또한 실행식 기반 3D 프린터와 같은 공학 기기를 이용하여 가상 세계와 현실 세계 사이의 매개가 가능함을 보인다.
SW 역량은 미래 사회에서 필요로 하는 핵심 역량으로, 컴퓨팅 사고력을 기반으로 하고 있다. 하지만 교육 현장에 컴퓨팅 사고력의 도입은 교사와 학생의 인식과 적절한 교육 프로그램의 부족으로 도입이 어려운 실정이다. 이에, 본 연구에서는 현장에 친숙한 융합인재교육을 이용해서 개발된 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육의 현장 적용을 통해 현장 적용 가능성을 제시하고, 그 효과성을 분석하였다. 연구 대상은 49명으로 실험집단 23명, 통제집단 26명으로 선정하였으며, 실험집단에 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육 프로그램을 실시한 후 사전-사후 융합적 사고력 검사, 컴퓨팅 사고력 검사를 통해 프로그램 효과성 분석을 시행하였다. 연구 결과, 실험집단의 경우 융합적 사고력의 하위 요인인 과학선호도와 자기 주도적 학습능력이 유의하게 향상되었다. 또한, 컴퓨팅 사고력 점수도 실험집단에서 유의한 향상을 보여 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육(CT-STEAM) 프로그램의 효과를 확인할 수 있었다. 향후, 다양한 컴퓨팅 툴을 활용한 융합인재교육 프로그램의 개발을 기대해 본다.
본 논문에서는 스마트팩토리 기반의 CPPS(Cyber Physical Production System) 및 VR(Virtual Reality) 기술을 활용한 스마트팩토리 통합 기술 교육 플랫폼 개발과 플랫폼을 활용한 교육 방법들을 제안하였다. 3D 디지털 트윈과 연동이 가능하며 BOP(Bill of Process) 기반의 제조 공정을 통합하는 방법을 학습할 수 있도록 플랫폼을 개발하였다. 또한 디지털 트윈은 OPC-UA 서버를 통해 메카니컬 시스템과 디지털 트윈 뿐만 아니라 가상 현실까지 연계하여 통합 스마트팩토리 기반의 교육 플랫폼을 구축하였다. 이러한 플랫폼을 기반으로 스마트팩토리 통합 플랫폼은 BOP 기반 디지털 트윈 시뮬레이션, OPC-UA 통합, MES 시스템, SCADA 시스템, VR 연동으로 스마트팩토리 통합 플랫폼의 개별 요소들을 가지도록 제안하였다.
컴퓨팅 사고력이 강조됨에 따라 우리 나라를 비롯한 세계 여러 나라에서는 프로그래밍 교육 등 컴퓨팅 관련 교육을 실시하고 있다. 일반적으로 프로그래밍 교육에서 초보 학습자에게는 블록 기반 프로그래밍 언어를 학습한 후 텍스트 기반 프로그래밍 언어를 학습하게 된다. 블록 기반 언어와 텍스트 기반 언어는 동일한 프로그래밍 논리를 함양하게 되지만, 다른 모든 언어들과 마찬가지로 언어 특성, 사용법, 형태 등 다소 차이가 있다. 따라서 본 논문에서는 블록 기반 프로그래밍 언어에서 텍스트 기반 프로그래밍 언어의 학습 전이의 효과에 대해 이론적 고찰을 실시하였으며, 그 결과 대부분의 연구에서 긍정적 전이 효과를 입증하였음을 확인하였다.
최근 컴퓨터, 인터넷, 그리고 다양한 멀티미디어 자료를 이용한 정보통신기술(ICT) 활용 교육에 대한 사회적 요구가 증가하고 있다. 이로 인하여 각급 학교에서는 컴퓨터, 학내망 장비, 교육용 소프트웨어 등의 교육 정보 인프라에 대한 관리 및 관련 업무를 교육 정보부에 전담시키고 있다. 본 논문에서는 이러한 정보화 기자재 및 소프트웨어 관리뿐만 아니라 학내망 관련 업무 효율을 높이기 위한 교육 정보 인프라 통합 관리시스템을 설계한다. 제안된 시스템은 웹을 기반으로 교육 정보부에서 관리하는 모든 관리 대장의 자료를 포함한다. 특히 제안된 시스템은 교육 정보부의 개별적인 관리대장 자료의 연관성을 분석하여 학내망 구조 기반으로 운용된다. 이를 위하여 학내망 장비를 위한 새로운 데이터베이스 레코드 형를 제안하고 이를 이용하는 학내망 구조 구성 알고리즘을 제안한다. 따라서 본 시스템은 사용자의 관리 대장 자료에 대한 접근을 학내망 구조 기반으로 수행할 수 있도록 함으로써 교육 정보부 업무에 대한 거부감과 업무 효율을 향상 시킬 것으로 기대된다.
본 연구는 기존의 소프트웨어 교육 방법이 가지는 문제점을 분석하고, 이를 해결하기 위한 방안으로 존듀이와 프레네의 경험 중심 교육 방법에 기반을 둔 새로운 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 경험 중심 기반의 새로운 소프트웨어 교육 방법은 학습자들의 자율성을 보장하고, 학습자들 간의 상호작용을 통해 일상생활의 문제점을 해결할 수 있는 문제 해결력을 기르는데 중점을 두고 있다. 따라서 본 연구는 자유로운 사고방식으로 일상생활의 다양한 문제를 발견할 수 있는 능력과 다양한 경험을 통해 이를 해결할 수 있는 능력을 기르도록 체계화된 소프트웨어 교육 모델을 구성할 것이며 이를 통해 소프트웨어 교육의 발전에 기여하고자 한다.
본 연구의 목적은 예비 교사의 소프트웨어 교육 수업 전문성 함양을 위하여 백워드 설계 기반으로 교육프로그램을 개발하는 데 있다. 백워드 설계는 학생들의 심층적인 이해를 고려한 수업 설계 기법이다. 백워드 설계 대한 이론적 배경을 바탕으로 차시 당 4시간 수업으로 총 8차시(32시간 분량)의 소프트웨어 교육 프로그램을 개발하였다. 이는 예비교사의 소프트웨어 교육에 대한 심층적인 이해를 돕고, 직접 백워드 설계를 기반으로 하는 수업 계획을 실습함으로써 교육과정에 대한 깊은 이해도 도울 수 있다는 점에 의의를 갖는다. 하지만 본 연구에서 개발된 교육 프로그램이 어떤 효과성을 지니는지에 대한 검증이 이루어지지 않았다는 제한점이 있다. 따라서 추후 연구에서는 효과성을 확인하기 위한 실험 및 통계적 검증이 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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